一种数字称重传感器通讯地址自行设置系统及其设置方法与流程

本发明一种数字称重传感器通讯地址自行设置系统及其设置方法，属于数字称重传感器通讯地址设置技术领域。

背景技术：

接线盒是衡器装置中连接称重传感器与称重仪表的中间部件，具有连接称重仪表和传输称重采集数据的功能，接线盒根据称重传感器和称重仪表原理与结构的不同，分为模拟式接线盒和数字式接线盒；基于测量精度、控制效率、制造成本等因素考虑，模拟式接线盒将逐渐被数字式接线盒取代，目前数控技术已可以使数字接线盒实现每个传感器独立供电、独立滤波，并经过多路模拟开关进行信号放大和a/d转换，最后通过单片机进行数据分析及处理，使用rs485通讯接口，将处理后的数据传送给显示仪表或电子计算机。

目前使用衡器仪器连接的数字称重传感器数量越来越多，尤其针对大型车辆的称重衡器中设置了数量较多的称重传感器，如果使用现有的接线盒对所有传感器进行接线，在接线后需要通过软件对每个连接的称重传感器进行工作参数及网络地址设定，安装调试不便，使得称重衡器的使用效率低；另外采用人工方式对所有称重传感器进行通讯地址设置后，遇到断电或传感器故障时，会导致所有传感器通讯地址全部出错，又要重新设置，导致工作量变大。

技术实现要素：

本发明为了克服现有技术中存在的不足，所要解决的技术问题为：提供一种数字称重传感器通讯地址自行设置系统硬件及其设置方法的改进。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种数字称重传感器通讯地址自行设置系统，包括多个称重模块、多个信号接线盒和称重仪表，所述称重模块通过通讯地址信号线和rs485总线与信号接线盒相连，所述称重仪表的信号输入端与信号接线盒通过rs485总线相连；

所述称重模块的内部设置有称重传感器、微控制器，所述称重传感器的信号输出端与微控制器相连，所述微控制器的信号输出端还设置有地址信号输入端口和rs485通信模块；

所述信号接线盒的内部设置有地址分配控制芯片u1-u4，所述地址分配控制芯片u1-u4的4脚分别通过接线端子j2-j5与地址信号输入端口相连，所述地址分配控制芯片u1-u4的信号输出端串接dc-dc模块后与接线端子j1相连，所述接线端子j1通过rs485总线与称重仪表相连；所述多个信号接线盒之间通过接线端子j1相互并接；

所述信号接线盒的内部还设置有电源模块，所述电源模块的控制芯片为防护芯片u5，所述防护芯片u5的输出端通过接线端子j2-j5与称重模块相连。

所述地址分配控制芯片u1-u4的型号为hs1527；

所述防护芯片u5的型号为psm712；

所述微控制器中使用的芯片型号为stm8s103f3p。

所述dc-dc模块使用的芯片为电源芯片u6，所述电源芯片u6的型号为cfd5-24s06w。

一种数字称重传感器通讯地址自行设置方法，包括如下步骤：

步骤一：将多个称重模块设置在相应的衡器称重位置，使用地址线及rs485总线将称重模块与信号接线盒相连，然后启动信号接线盒对称重模块进行上电；

步骤二：信号接线盒上电后，地址分配控制芯片u1-u4的信号输出端为外部按键输入键码，按键地址根据按键外接高低电平来唯一确定相应地址分配控制芯片的地址；

步骤三：在电压一定的条件下，扩展地址通过改变地址分配控制芯片u1-u4振荡线路上的电阻大小改变芯片u1-u4的振荡频率，使振荡频率不同所对应的方波信号周期不同；

步骤四：称重模块接收到地址分配控制芯片u1-u4发出的方波信号后，微控制器对方波信号进行分析处理，测量得到相应的方波周期，根据方波周期数据确定对应电阻的跳线地址，该跳线地址作为外接称重模块通讯地址的依据；

步骤五：微控制器读取方波信号的后四位数据，该四位数据作为外接称重模块通讯地址的依据；

步骤六：称重模块中的微控制器根据上述确定的方波周期数据及外接按键数据来确定该称重传感器在信号接线盒中的通讯地址。

本发明相对于现有技术具备的有益效果为：本发明提供一种称重传感器通讯地址自行设置系统，改进了信号接线盒的内部结构，能够对与其连接的数字称重传感器网络地址进行自动设定，实现数字称重传感器的即插即用功能，克服了传统数字式接线盒连接称重传感器频繁设置通讯地址的问题，减少了人工设置的工作量，提高了衡器称重的安装使用效率。

附图说明

下面结合附图对本发明做进一步说明：

图1为本发明的电路结构示意图；

图2为本发明称重模块的电路结构示意图；

图3为本发明信号接线盒内部的电路原理图；

图中：1为称重模块、2为信号接线盒、3为称重仪表、4为称重传感器、5为微控制器、6为地址信号输入端口、7为rs485通信模块、8为电源模块。

具体实施方式

如图1至图3所示，本发明一种数字称重传感器通讯地址自行设置系统，包括多个称重模块（1）、多个信号接线盒（2）和称重仪表（3），所述称重模块（1）通过通讯地址信号线和rs485总线与信号接线盒（2）相连，所述称重仪表（3）的信号输入端与信号接线盒（2）通过rs485总线相连；

所述称重模块（1）的内部设置有称重传感器（4）、微控制器（5），所述称重传感器（4）的信号输出端与微控制器（5）相连，所述微控制器（5）的信号输出端还设置有地址信号输入端口（6）和rs485通信模块（7）；

所述信号接线盒（2）的内部设置有地址分配控制芯片u1-u4，所述地址分配控制芯片u1-u4的4脚分别通过接线端子j2-j5与地址信号输入端口（6）相连，所述地址分配控制芯片u1-u4的信号输出端串接dc-dc模块后与接线端子j1相连，所述接线端子j1通过rs485总线与称重仪表（3）相连；所述多个信号接线盒（2）之间通过接线端子j1相互并接；

所述信号接线盒（2）的内部还设置有电源模块（8），所述电源模块（8）的控制芯片为防护芯片u5，所述防护芯片u5的输出端通过接线端子j2-j5与称重模块（1）相连。

所述地址分配控制芯片u1-u4的型号为hs1527；

所述防护芯片u5的型号为psm712；

所述微控制器（5）中使用的芯片型号为stm8s103f3p。

所述dc-dc模块使用的芯片为电源芯片u6，所述电源芯片u6的型号为cfd5-24s06w。

一种数字称重传感器通讯地址自行设置方法，包括如下步骤：

步骤一：将多个称重模块（1）设置在相应的衡器称重位置，使用地址线及rs485总线将称重模块（1）与信号接线盒（2）相连，然后启动信号接线盒（2）对称重模块（1）进行上电；

步骤二：信号接线盒（2）上电后，地址分配控制芯片u1-u4的信号输出端为外部按键输入键码，按键地址根据按键外接高低电平来唯一确定相应地址分配控制芯片的地址；

步骤三：在电压一定的条件下，扩展地址通过改变地址分配控制芯片u1-u4振荡线路上的电阻大小改变芯片u1-u4的振荡频率，使振荡频率不同所对应的方波信号周期不同；

步骤四：称重模块（1）接收到地址分配控制芯片u1-u4发出的方波信号后，微控制器（5）对方波信号进行分析处理，测量得到相应的方波周期，根据方波周期数据确定对应电阻的跳线地址，该跳线地址作为外接称重模块（1）通讯地址的依据；

步骤五：微控制器（5）读取方波信号的后四位数据，该四位数据作为外接称重模块（1）通讯地址的依据；

步骤六：称重模块（1）中的微控制器（5）根据上述确定的方波周期数据及外接按键数据来确定该称重传感器在信号接线盒中的通讯地址。

本发明装置所采用的技术方案的实现原理如下：所述电源模块一部分为称重传感器提供所需电压，另一部分通过二极管降压为信号接线盒中的hs1527芯片提供电压。

本发明的地址编码处理步骤如下：

信号接线盒中设置的hs1527芯片是一片由cmos设计制造的可预烧内码的学习码编码ic，由软件解码，宽电压供电2v-10v、具备四个按键输入、内含振荡线路，只需外接一个电阻便能改变振荡频率。

采用hs1527芯片输出地址编码格式如下：同步码是占空比为1：32的方波信号，c0-c19为20位的内码，内码为出厂时预烧的；芯片u1-u4的4脚引出的d1、d2、d3、d4为外部按键输入的键码；在使用时，按键地址通过按键外接高低电平来唯一确定hs1527芯片的地址，如当外部按键接成k0=0、k1=0、k2=0、k3=1时，（“0”为低电平，“1”为高电平，）所对应d0、d1、d2、d3的数据为0001。

在电压一定的条件下，扩展地址通过改变振荡线路上的电阻可以改变hs1527芯片的振荡频率，振荡频率不同所对应的方波周期不同；在本发明的装置中（在电压为5v的条件下），通过对每个地址分配控制芯片u1-u4外接3个不同的电阻47k、100k、150k，使得输出的方波信号周期分别为200us、400us、588us。

当地址分配控制芯片的振荡线路上接47k电阻时，对应的方波周期为200us，在外部按键接为0001时，对应的数据d为0001；在信号接线盒上电时，hs1527芯片通过管脚txd串行输出一系列方波信号，方波信号包括同步码、内码c0-c19（每个芯片对应一组内码）、键码0001。

当称重传感器接收到hs1527芯片发出的方波信号后，其微控制器首先测量方波周期，根据方波周期确定对应电阻的跳线，此地址可以作为外接称重传感器通讯地址的依据。

由于内码唯一且未知，不能作为判断地址的依据，最后由微控制器读取方波信号的后四位数据0001，由于每个hs1527芯片外接按键唯一，此后四位数据也可做为外接数字称重传感器通讯地址的依据。

综上，外接的称重传感器可通过方波周期的唯一性和外接按键的唯一性来确定各个称重传感器的通讯地址。

如图1所示，每个信号接线盒中设置4个hs1527芯片外接按键分别为0001、0010、0100、1000，当各接线盒进行级联时，需要通过hs1527芯片振荡线路上的外接电阻47k、100k、150k来确定地址；上述每个信号接线盒上连接的数字传感器可以任意代替，实现即插即用，无需另外人工设定地址。

本发明提供的信号接线盒作为衡器系统中的连接模块，不仅可以对称重传感器进行地址设定，还可以通过rs485总线与其他接线盒进行级联，对称重传感器进行功能扩展，使其适用于大型衡器称重作业。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。